[发明专利]网络RTK双差电离层延迟内插方法及装置

说明书

本发明公开了网络RTK双差电离层延迟内插方法及装置，方法包括：选取若干个CORS站组成解算单元，选取与VRS距离最短的CORS站为主基站，其他CORS站为从基站；通过最短路径算法获取解算单元内所有从基站与该主基站之间的最短连通路径；获取每条最短连通路径分别所对应的双差电离层延迟真值；将所有的双差电离层延迟真值标量叠加得到各个从基站与主基站之间的总双差电离层延迟真值；根据各个从基站与主基站之间的总双差电离层延迟真值以及VRS与所有基站的相对位置关系计算得到VRS与主基站之间的双差电离层延迟拟合值。本发明提供的内插方法具有更好的建模精度，使RTK定位结果具有更高的可靠性和更好的定位效果。

技术领域

本发明涉及连续运行参考站(CORS)系统站间定位方法，尤其涉及虚拟参考站(VRS)网络RTK双差电离层延迟内插方法及装置。

背景技术

随着GNSS全球卫星导航定位技术的不断发展，以虚拟参考站(VRS)技术为代表的实时高精度动态差分定位技术(网络RTK技术)被广泛应用。VRS技术理由各个参考站的实施观测数据进行基线解算，利用LIM模型和DIM模型等构建精确的空间相关性误差修正模型，进而构建一个虚拟的参考站，用于解算RTK用户坐标位置。

VRS虚拟观测值拟合模型如下所示：

其中，λ为载波相位波长，为载波相位观测值，ρ为站星间几何距离，I为电离层延迟，T为对流层延迟，O为卫星轨道偏差，M为多路径效应误差，ε为接收机噪声，i,k为卫星编号，Δ为单差算子，Δ▽为双差算子。

式中，相位观测值和几何配置项为已知量，相位观测值为主基站实际测量值，几何配置项可由卫星星历数据和基站坐标精确计算得到。空间相关误差项和随机误差项为未知项，需要建立模型进行精确估计。一般情况下，CORS基准站建设在空旷的区域，且基准站的天线设备具有抗多路径和低噪音的特点。因此，在进行误差建模时，一般只考虑空间相关的误差项。

空间相关的误差项由电离层误差、对流层误差和卫星轨道误差组成，其中对流层误差和卫星轨道误差可通过相关模型得到较好的恢复，电离层误差因其非线性变换特性，很难采用线性内插的方式完全恢复。现有的虚拟参考站技术在电离层误差建模方面通常采用基于闭合三角形的线性内插模型来拟合电离层延迟，即在一个由三个CORS站组成的闭合三角形中选择距离VRS位置最近的站点作为主站，利用与主站相连的两条基线的双差电离层延迟，采用距离反向加权的策略来内插VRS处的双差电离层延迟，内插示意图参见图1，M位主参考站，MA、MB分别为与主站相连的两条基线，I₁，I₂分别对应基线的双差电离层延迟。根据最小二乘原理可得:I_v＝α·I,I＝[I₁ I₂]^T,α＝X_v(X^TPX)^-1X^TP,X_v＝[ΔX_v ΔY_v],P～1/S.

其中，α为内插系数矩阵，I为基线双插电离层延迟向量，X_v为VRS在主基站站心坐标系中的坐标位置向量，X为从基站在主基站站心坐标系中的坐标位置矩阵，P为权重矩阵，S为VRS到从基站的距离。

现有的三角形内插模型的插值原理是利用与主基站相连的两条基线进行线性内插，其内插的精度严重依赖于基线的相对位置关系，而相对位置关系又取决于基线的长度和二者之间的夹角，即闭合三角形的大小和形状。另外，三角形内插模型理由闭合三角形的两条边进行内插，其建模的空间可用性将严格受制于三角形所覆盖的范围。同时，三角形内插模型建模的基线数目只有两条，参与建模的样本较少，拟合内插位置处双差电离层延迟时不具备冗余观测，建模结果无法进行检核。

发明内容